3. 科研費からの成果展開事例

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3. 科研費からの成果展開事例

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東北大学 大学院生命科学研究科 教授 

田村宏治

科学研究費助成事業(科研費)

四肢形態形成分子機構解析による パターン 形 成 のコンセ プト作り

(2005-2006 基盤研究(B))

東レ科学振興会 第48回東レ科 学技術研究助成

「両生類四肢再生研究の哺乳類 器官再生への応用基盤」

(2008-2010)

日本学術振興会 最先端・次世 代研究開発支援プログラム

「形態再生幹細胞の分子基盤」

(2011-2014)

鳥は恐竜から進化したとする説が有力であるが、指の成長の 仕方の違いが仮説と矛盾するとして、鳥はより原始的な爬虫 類から進化したとする説との間で論争が続いていた。

ニワトリの卵で指の成長を促すたんぱく質を基準に各指の 元になる細胞の位置と形成過程を分析。鳥の前脚の指が恐 竜と同じ「親指、人差し指、中指」であることを証明。

鳥の恐竜起源説における唯一の矛盾を解消。教科書が書き 換えられる可能性。各動物の指形態を同じ基準(メカニズ ム)で記述できることから、指の再生研究への応用が期待さ れる。

鳥類爬虫類起源説の発生学的解

(2006-2007 萌芽研究)

四肢再生に見る器官再生メカニズ ムの基盤

(2007-2008 基盤研究(B))

図1 獣脚類恐竜から現生鳥類への進化と前肢の 指形態の比較。イラストは菊谷詩子。デイノニクスは 小学館提供

図2 A.B. ニワトリ後肢(B)の4番の指(薬指)は、すねの骨(腓 骨)の先に位置する。前肢(A)で前腕の骨(尺骨)の先に位置す る指を4番としてきた。C.D. 発生の早い時期に同じ場所を緑色 に標識すると、後肢(D)では4番の指になるが、前肢(C)では指 にならない。これらの指が異なる由来の指であることを意味する。

図3 鳥類の前肢が発生する過 程と指のもとになる細胞の動き。

指を作る細胞が発生の途中で前 方にずれている。結果として鳥類 の前肢は、親指・人差し指・中指 として作られる。

鳥の祖先が恐竜であることの立証

岐阜大学 工学部 准教授 

船曳一正

科学研究費助成事業(科研費)

p型半導体/色素自己組職化複合 薄 膜 を 用 いる反 転 型 太 陽 電 池

(2003-2004 萌芽研究)(研究分 担者) 研究代表者:吉田 司

(岐阜大学)

科学技術振興機構(JST) 研究成果最適展開支 援事業 シーズ発掘試験

「無色透明フレキシブル太陽電池の作成」(2006)

NEDO産業技術研究助成事業(若手研究グラント)

「白色シースルー色素増感型太陽電池の開発」

(2009-2011)

科学技術振興機構(JST) 研究成果最適展開支 援事業 A-STEP(探索タイプ)

「白色シースルー色素増感型太陽電池の製造プロ セスを革新する色素ポリマーの開発」(2010)

科学技術振興機構(JST) 研究成果最適展開支 援事業 A-STEP(探索タイプ)

「プラスチック白色シースルー色素増感型太陽電池 の高耐久化を実現する有機色素の開発」(2011)

ガラスや樹脂基板の上に半導体(酸化亜 鉛、酸化チタン)など厚さ3〜15マイクロメー トルの薄膜を盛り、近赤外光吸収色素を付 着。その上で、透明な有機電解液で電池内 部を満たし、波長760〜1000ナノメートルの 光を吸収して電気を生む技術を開発。

一般的なシリコン系太陽電池に比べて変 換効率は落ちるが、広い面積に貼っても目 障りではなく、その分だけ多くの電気を取り 出すことが可能。

今後さらに性能を向上させ、住宅やオフィ スなどの内装材や窓、障子、壁などでの実 用化を目指す。

白色シースルー色素増感型太陽電 池の性能を飛躍させる高性能有機 電解質の開発

(2010-2012 基盤研究(C))

開発した色素は可視光領域に吸収をもた ないため色素/半導体複合薄膜は白色 ヨウ素系電解液のかわりに

有機電解液(透明)を使用

透明太陽電池の開発

障子太陽電池の試作 開発中の透明太陽電池

紙と紙の間に 24枚使用

ガラスと 紙の間に 4枚使用

タイル太陽電池の試作

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科研費NEWS 2011年度 VOL.2

21 名古屋大学 大学院工学研究科 教授 

新井史人

科学研究費助成事業(科研費)

マイクロ流体素子の非接触駆動と 液 中 微 小 物 体 操 作 へ の 応 用

(2005-2006 特定領域研究)

農業・生物系特定産業技術研究 機構 生物系産業創出のため の異分野融合研究支援事業

「マイクロロボティクスを適用した 胚操作の自動化」(2005-2009)

科学技術振興機構 先端計測 分析技術・機器開発プログラム

「マイクロロボットによるオンチッ プ高速除核・分注技術の開発」

(2009-2012)

人工授精やクローン技術では、高い精度が必要なため、細胞 を手作業で操作。生産性向上のために、作業速度を上げるこ とが課題。

従来の約450倍の位置決め精度と、約50倍の応答速度を持 つ非接触操作可能な磁気駆動マイクロロボットを開発。最小 精度約1μm。

・駆動源となる永久磁石の極の向きを変え、磁力を効率よく 駆動力に変換。

・マイクロ流体チップ下面に圧電セラミックスを取り付け、高周 波の微小振動を加えることで、チップ表面の摩擦力を低減。

マイクロ流体チップ内での細胞の回転や組み立て、切断を、

従来のマイクロツールより高速かつ高精度に行うことが可 能。今後は自動制御技術を組み込み、チップ内での完全自動 操作を目指す。またマイクロロボットの超高速駆動制御による 新たな応用展開を目指す。

三次元マイクロツールの非接触駆 動と液中微小物体操作への応用

(2007-2008 特定領域研究)

外骨格型マイクロロボットによる内 視鏡的粘膜下層剥離術への挑戦

(2009-2010 挑戦的萌芽研究)

高速・高精度に細胞を操作する磁気駆動マイクロロボットを開発

磁気駆動マイクロツールによるソーター 磁気駆動マイクロロボット 双腕マイクロロボットの卵子操作 バイオアセンブラ

広島大学 大学院医歯薬学総合研究科 教授 

越智光夫

科学研究費助成事業(科研費)

「自家骨髄間葉系幹細胞-磁気ビー ズ」複合体及び磁性体リポソームを 用いた四肢再生

(2004-2007 基盤研究(A))

独立行政法人科学技術振興機 構 重点地域研究開発推進プロ グラム

「磁気標識した骨髄間葉系幹細 胞と関節内埋込み型磁性体を使 用した関節軟骨の修復」(2006)

損傷した関節軟骨や骨に強力な磁場をかけながら、造影剤 の中に含まれるナノサイズの鉄粉を付着させた幹細胞を注 射することで、幹細胞を損傷部に誘導・定着させ、組織を再 生させる動物実験に成功。高い治療効果を確認。

・従来の手術と比べて、患者の負担を大幅に軽減することが 可能。

・注射と磁石のみで治療する画期的な方法として、大きな効 果が期待。

・超伝導材料を世界に先駆けて治療機器に応用するものと して、国内外から注目。

磁性化前駆・幹細胞と外磁場装置 による血管再生を介した組織再生 への戦略的研究

(2009-2011 基盤研究(A))

磁気標識した幹細胞と外磁場装置を用いた骨・軟骨再生

外磁場発生装置 骨再生

軟骨再生

磁場により細胞を引き寄せる

磁場使用例

磁場使用例 磁場未使用例

磁場未使用例 骨癒合、人工骨の 骨化を認めない

骨癒合、人工骨 の骨化認める 骨欠損部に人工骨を移植し

磁気標識した幹細胞を注射

磁気標識した 幹細胞

細胞が集積している

磁場使用例で良好な 再生軟骨を確認

磁場未使用例では表面凹凸 黄色であり再生軟骨は不良 細胞が拡散している 直径1 mmの円軌道

非接触追従制御

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参照

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